《道路建筑材料》（第2版） 課件 6- 瀝青混合料

2024/2/12RoadConstructionMaterials1第六章瀝青混合料(asphaltmixture)2024/2/12RoadConstructionMaterials2本章要求8掌握瀝青混合料的定義、分類。掌握熱拌瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)、強度理論及強度影響因素。掌握熱拌瀝青混合料的組成材料及要求、技術(shù)性質(zhì)及標準、配合比設計方法。了解其它類型的瀝青混合料及其特性。第六章瀝青混合料2024/2/12RoadConstructionMaterials3第一節(jié)概述第六章瀝青混合料

瀝青混合料：由道路石油瀝青和碎石、石屑、砂及礦粉等礦質(zhì)原材料，按一定比例（必要時也包括纖維等其它填料）共同組成。粗集料細集料瀝青混合料填料瀝青礦質(zhì)材料2024/2/12RoadConstructionMaterials4一、瀝青路面簡介第六章瀝青混合料1.瀝青路面分類方法按集料種類分按瀝青材料品種分按施工方法、技術(shù)品質(zhì)和使用特點分2024/2/12RoadConstructionMaterials5一、瀝青路面簡介第六章瀝青混合料2.瀝青混合料的優(yōu)良品質(zhì)

力學性能良好具有一定的彈塑性路面宏觀平整、微觀粗糙，利于行車安全減振性良好，行車舒適安全不揚塵，易清掃沖洗養(yǎng)護期短，修補方便且可再生利用易添加改性劑、外摻劑、穩(wěn)定劑以提高瀝青性能2024/2/12RoadConstructionMaterials6二、瀝青混合料的分類第六章瀝青混合料1.按礦料級配類型分

連續(xù)級配瀝青混合料間斷級配瀝青混合料2.按公稱最大粒徑分

特粗式（公稱最大粒徑≥31.5mm）

粗粒式（公稱最大粒徑為26.5mm）

中粒式（公稱最大粒徑16mm或19mm）

細粒式（公稱最大粒徑9.5mm或13.2mm）

砂粒式（公稱最大粒徑≤4.75mm）2024/2/12RoadConstructionMaterials7二、瀝青混合料的分類第六章瀝青混合料混合料類型密級配開級配半開級配公稱最大粒徑（mm）最大粒徑（mm）連續(xù)級配間斷級配間斷級配瀝青碎石瀝青混凝土瀝青穩(wěn)定碎石瀝青瑪蹄脂碎石排水式瀝青磨耗層排水式瀝青碎石基層特粗式—ATB-40——ATPB-40—37.553.0粗粒式—ATB-30——ATPB-30—31.537.5AC-25ATB-25——ATPB-25—26.531.5中粒式AC-20—SMA-20——AM-2019.026.5AC-16—SMA-16OGFC-16—AM-1616.019.0細粒式AC-13—SMA-13OGFC-13—AM-1313.216.0AC-10—SMA-10OGFC-10—AM-109.513.2砂粒式AC-5————4.759.5設計空隙率（%）3~53~63~4＞18＞186~12——熱拌瀝青混合料類型2024/2/12RoadConstructionMaterials8二、瀝青混合料的分類第六章瀝青混合料3.按級配類型和設計空隙率分密實級配瀝青混合料（典型類型：AC、ATB、SMA）

半開級配瀝青混合料（典型類型：AM）

開級配瀝青混合料（典型類型：OGFC、ATPB）

粗型和細型密級配瀝青混凝土的關(guān)鍵性篩孔通過率混合料類型公稱最大粒徑（mm）用以分類的關(guān)鍵性篩孔（mm）粗型密級配細型密級配名稱關(guān)鍵性篩孔通過率（%）名稱關(guān)鍵性篩孔通過率（%）AC-2526.54.75AC-25C＜40AC-25F＞40AC-20194.75AC-20C＜45AC-20F＞45AC-16162.36AC-16C＜38AC-16F＞38AC-1313.22.36AC-13C＜40AC-13F＞40AC-109.52.36AC-10C＜45AC-10F＞452024/2/12RoadConstructionMaterials9二、瀝青混合料的分類第六章瀝青混合料4.按瀝青混合料制造工藝分熱拌瀝青混合料

溫拌瀝青混合料

半溫拌瀝青混合料

冷拌瀝青混合料

熱再生瀝青混合料

冷再生瀝青混合料大型間歇式瀝青混合料拌合站構(gòu)造見教材圖6-12024/2/12RoadConstructionMaterials10二、瀝青混合料的分類第六章瀝青混合料5.按路面技術(shù)特性分熱拌瀝青混凝土

熱拌瀝青穩(wěn)定碎石

冷拌瀝青混合料路面

瀝青貫入式路面

瀝青表面處治路面2024/2/12RoadConstructionMaterials11第一節(jié)結(jié)束第六章瀝青混合料2024/2/12RoadConstructionMaterials12第二節(jié)熱拌瀝青混合料第六章瀝青混合料一、瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)1.組成結(jié)構(gòu)理論表面理論：瀝青混合料：礦質(zhì)骨架（粗、細集料、填料）

結(jié)合料----瀝青

膠漿理論：是一種多級空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分散系。2024/2/12RoadConstructionMaterials13一、瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)第六章瀝青混合料2.瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)

懸浮密實結(jié)構(gòu)骨架孔隙結(jié)構(gòu)骨架密室結(jié)構(gòu)a)懸浮密實結(jié)構(gòu)b)骨架孔隙結(jié)構(gòu)c)骨架密實結(jié)構(gòu)2024/2/12RoadConstructionMaterials14二、熱拌瀝青混合料的強度理論第六章瀝青混合料1.按強度構(gòu)成原理分

嵌擠類

密實類2.瀝青混合料的抗剪強度指標

τ=c+σtan?

設計要求：破裂面上實際產(chǎn)生的剪切應力τa不大于瀝青混合料的允許剪應力τR。2024/2/12RoadConstructionMaterials15三、影響瀝青混合料抗剪強度的因素第六章瀝青混合料1.集料的性狀與級配類型2.瀝青材料的黏度與用量3.瀝青與礦料在界面上的

交互作用

瀝青與礦粉交互作用的結(jié)構(gòu)模式4.瀝青與礦粉用量比例

瀝青用量對瀝青混合料強度的影響

2024/2/12RoadConstructionMaterials16第二節(jié)結(jié)束第六章瀝青混合料2024/2/12RoadConstructionMaterials17第三節(jié)熱拌瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)第六章瀝青混合料一、技術(shù)性質(zhì)

1.高溫穩(wěn)定性

定義評定指標1）馬歇爾穩(wěn)定度試驗2）車轍試驗影響因素1）瀝青結(jié)合料2）集料3）瀝青混合料

2024/2/12RoadConstructionMaterials18一、技術(shù)性質(zhì)第六章瀝青混合料2.低溫抗裂性

定義

評定指標

1）低溫彎曲試驗3.耐久性

定義

評定指標

1）空隙率

2）飽和度

3）殘留穩(wěn)定度

影響因素

1）瀝青混合料的空隙率等2024/2/12RoadConstructionMaterials19一、技術(shù)性質(zhì)第六章瀝青混合料4.抗滑性

定義評定指標

1）表面紋理構(gòu)造深度2）路表面摩擦系數(shù)

影響因素

1）礦料自身2）表面構(gòu)造深度、顆粒形狀與尺寸等5.施工和易性

定義

影響因素

1）材料組成

2）施工條件

2024/2/12RoadConstructionMaterials20二、瀝青混合料組成材料及其要求第六章瀝青混合料1.組成材料

瀝青粗集料細集料填料纖維穩(wěn)定劑2024/2/12RoadConstructionMaterials21二、瀝青混合料組成材料及其要求第六章瀝青混合料2.各組成材料要求

瀝青

1）道路石油瀝青2）改性瀝青3）液體石油瀝青4）乳化瀝青……

針對不同氣候環(huán)境，如何把握瀝青的黏度？2024/2/12RoadConstructionMaterials22二、瀝青混合料組成材料及其要求第六章瀝青混合料2.各組成材料要求

粗集料

1）物理力學性能要求2）與瀝青黏附性要求3）粒徑尺寸規(guī)格

瀝青面層用粗集料規(guī)格

2024/2/12RoadConstructionMaterials23二、瀝青混合料組成材料及其要求第六章瀝青混合料2.各組成材料要求

細集料

1）物理力學性能要求2）粒徑尺寸規(guī)格

瀝青面層用機制砂或石屑規(guī)格見教材表6-4

瀝青面層用天然砂規(guī)格見教材表6-5

分類通過各篩孔（mm）的質(zhì)量百分率（%）細度模數(shù)（MX）9.54.752.361.180.60.30.150.075粗砂10090~10065~9535~6515~305~200~100~53.7~3.1中砂10090~10075~9050~9030~608~300~100~53.0~2.3細砂10090~10085~10075~10060~8415~450~100~52.2~1.6規(guī)格公稱粒徑（mm）通過下列篩孔（方孔篩）的質(zhì)量百分率（％）9.54.752.361.180.60.30.150.075S15S160～50～310090～10010060～9080～10040～7550～8020～5525～607～408～452～200～250～100～152024/2/12RoadConstructionMaterials24二、瀝青混合料組成材料及其要求第六章瀝青混合料2.各組成材料要求

填料

瀝青面層用礦粉質(zhì)量要求

指

標高速公路、一級公路其他等級公路表觀密度

不小于（t／m３）2.502.45含水量

不大于（％）11粒度范圍

＜0.6mm（％）

＜

0.15mm（％）

＜0.075mm（％）10090～10075～10010090～10070～100外

觀無團粒結(jié)塊親水系數(shù)＜1塑性指數(shù)＜4加熱安定性實測記錄2024/2/12RoadConstructionMaterials25二、瀝青混合料組成材料及其要求第六章瀝青混合料2.各組成材料要求

纖維穩(wěn)定劑

1）木質(zhì)素纖維2）礦質(zhì)纖維3）聚酯纖維……

木質(zhì)素纖維質(zhì)量技術(shù)要求

項目單位指標試驗方法纖維長度，不大于mm6水溶液用顯微鏡觀測灰分含量%18±5高溫590~600℃燃燒后測定殘留物pH值

7.5±1.0水溶液用pH試紙或pH計測定吸油率，不小于

纖維質(zhì)量的5倍用煤油浸泡后放在篩上經(jīng)振敲后稱量含水率（以質(zhì)量計）不大于%5105℃烘箱烘2h后冷卻稱量2024/2/12RoadConstructionMaterials26三、瀝青混合料工程設計級配范圍第六章瀝青混合料

瀝青混合料礦料級配范圍2024/2/12RoadConstructionMaterials27四、熱拌瀝青混合料的技術(shù)標準第六章瀝青混合料

瀝青混合料礦料級配范圍2024/2/12RoadConstructionMaterials28四、熱拌瀝青混合料的技術(shù)標準第六章瀝青混合料1.瀝青路年使用性能氣候分區(qū)

瀝青路面使用性能氣候分區(qū)

氣候分區(qū)指標氣候分區(qū)按照高溫指標高溫氣候區(qū)123氣候區(qū)名稱夏炎熱區(qū)夏熱區(qū)夏涼區(qū)最熱月平均最高氣溫(℃)>3020～30<20按照低溫指標低溫氣候區(qū)1234氣候區(qū)名稱冬嚴寒區(qū)冬寒區(qū)冬冷區(qū)冬溫區(qū)極端最低氣溫(℃)<-37.0-37.0～-21.5-21.5～-9.0>-9.0按照雨量指標雨量氣候區(qū)1234氣候區(qū)名稱潮濕區(qū)濕潤區(qū)半干區(qū)干旱區(qū)年降雨量(mm)>10001000～500500～250<2502024/2/12RoadConstructionMaterials29四、熱拌瀝青混合料的技術(shù)標準第六章瀝青混合料2.熱拌瀝青混合料馬歇爾試驗技術(shù)標準密級配瀝青混凝土混合料馬歇爾試驗技術(shù)標準試驗指標密級配熱拌瀝青混合料（AC）高速公路、一級公路、城市快速路、主干路其他等級公路行人道路中輕交通重交通中輕交通重交通夏炎熱區(qū)夏熱區(qū)及夏涼區(qū)擊實次數(shù)（雙面）755050試件尺寸（mm）φ101.6mm×63.5mm空隙率（%）深90mm以內(nèi)3～54～62～43～53～62～4深90mm以下3～62～43～63～6—穩(wěn)定度（kN）≥853流值（mm）2～41.5～42～4.52～42～4.52～5礦料間隙率VMA（％）≥設計空隙率（％）相應于以下公稱最大粒徑（mm）的最小VMA及VFA技術(shù)要求26.5191613.29.54.752101111.51213153111212.51314164121313.51415175131414.5151618

6141515.5161719瀝青飽和度VFA（％）55～7065～7570～852024/2/12RoadConstructionMaterials30四、熱拌瀝青混合料的技術(shù)標準第六章瀝青混合料3.瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性指標

瀝青混合料車轍試驗動穩(wěn)定度技術(shù)要求氣候條件與技術(shù)指標相應下列氣候分區(qū)所要求的動穩(wěn)定度DS(次／mm)七月平均最高溫度(℃)及氣候分區(qū)>30(夏炎熱區(qū))20～30(夏熱區(qū))<20(夏涼區(qū))1-11-21-31-42-12-22-32-43-2普通瀝青混合料≥8001000600800600改性瀝青混合料≥240028002000240018002024/2/12RoadConstructionMaterials31四、熱拌瀝青混合料的技術(shù)標準第六章瀝青混合料4.瀝青混合料的低溫抗裂性指標

瀝青混合料低溫彎曲試驗破壞應變技術(shù)要求氣候條件與技術(shù)指標相應于下列氣候分區(qū)所要求的破壞應變(μm)年極端最低溫度(℃)及氣候分區(qū)<-37.0(冬嚴寒區(qū))-37.0～-21.5(冬寒區(qū))-21.5～-9.0(冬冷區(qū))>-9.0(冬溫區(qū))1-12-11-22-23-21-32-31-42-4普通瀝青混合料≥260023002000改性瀝青混合料≥3000280025002024/2/12RoadConstructionMaterials32四、熱拌瀝青混合料的技術(shù)標準第六章瀝青混合料5.瀝青混合料水穩(wěn)定性指標

瀝青混合料水穩(wěn)定性技術(shù)要求年降雨量（mm）及氣候分區(qū)>1000(潮濕區(qū))100～500(濕潤區(qū))500～250(半干區(qū))<250(干旱區(qū))浸水馬歇爾試驗的殘留穩(wěn)定度(％)≥普通瀝青混合料8075改性瀝青混合料8580凍融劈裂試驗的殘留強度比(％)≥普通瀝青混合料7570改性瀝青混合料80752024/2/12RoadConstructionMaterials33第三節(jié)結(jié)束第六章瀝青混合料2024/2/12RoadConstructionMaterials34第四節(jié)瀝青混合料配合比設計第六章瀝青混合料一、馬歇爾瀝青混合料設計方法--目標配合比設計

1.礦料配合比組成設計確定瀝青混合料類型

不同層位下的瀝青混合料類型

2024/2/12RoadConstructionMaterials35一、馬歇爾瀝青混合料設計方法--目標配合比設計第六章瀝青混合料1.礦料配合比組成設計

確定礦質(zhì)混合料的級配范圍

礦質(zhì)混合料配合比例計算

1）組成材料的原始數(shù)據(jù)測定2）計算組成材料的配合比3）調(diào)整配合比2024/2/12RoadConstructionMaterials36一、馬歇爾瀝青混合料設計方法--目標配合比設計第六章瀝青混合料2.確定最佳瀝青用量

制備試樣

測試試件的物理力學指標

1）實測密度：當試件密實且集料吸水率不大時，用水中重法測定表觀密度：

當試件表面粗糙但較密實，吸水率小于2%時，用表干法測定毛體積密度：當吸水率大于2%的試件，采用蠟封法測定毛體積密度:2024/2/12RoadConstructionMaterials37一、馬歇爾瀝青混合料設計方法--目標配合比設計第六章瀝青混合料2）最大理論密度：采用油石比計算時：

采用瀝青含量計算時：

3）試件的空隙率：2024/2/12RoadConstructionMaterials38一、馬歇爾瀝青混合料設計方法--目標配合比設計第六章瀝青混合料4）試件的飽和度：

采用油石比計算時，瀝青體積百分率：

采用瀝青含量計算時，瀝青體積百分率：2024/2/12RoadConstructionMaterials39一、馬歇爾瀝青混合料設計方法--目標配合比設計第六章瀝青混合料2.確定最佳瀝青用量馬歇爾試驗結(jié)果分析

確定最佳瀝青用量：

瀝青混合料的性能檢驗

1）水穩(wěn)定性檢驗2）高溫穩(wěn)定性檢驗瀝青用量與各項指標關(guān)系曲線圖示例見教材圖6-5

2024/2/12RoadConstructionMaterials40二、Superpave瀝青混合料設計方法--前言

第六章瀝青混合料該方法一套從輕交通到重交通道路的混合料設計方法。水平1不僅用于低交通量，而且也是各級設計水平的基礎。

設計水平1、2、3與相應的設計交通量設計水平水平1水平2水平3設計交通量（80/kNESAL）輕交通≤106中等交通量≤107重交通量＞107試驗要求選擇材料和體積配合比水平1+性能預測試驗水平1+增加的性能預測試驗2024/2/12RoadConstructionMaterials41二、Superpave瀝青混合料設計方法—材料的選擇

第六章瀝青混合料1.瀝青膠結(jié)料等級的確定

Superpave膠結(jié)料等級

1）設計溫度的確定

高溫等級/℃低溫等級/℃PG-46-34-40-46

PG-52-10-16-22-28-34-40-46PG-58-16-22-28-34-40

PG-64-10-16-22-28-34-40

PG-70-10-16-22-28-34-40

PG-76-10-16-22-28-34

PG-82-10-16-22-28-34

2024/2/12RoadConstructionMaterials42二、Superpave瀝青混合料設計方法—材料的選擇

第六章瀝青混合料1.瀝青膠結(jié)料等級的確定

2）根據(jù)路面溫度選擇膠結(jié)料等級3）根據(jù)交通速率和荷載調(diào)整膠結(jié)料等級選擇

膠結(jié)料等級的選擇最低路面設計溫度/℃＞-10PG46-10PG52-10PG58-10PG64-10PG70-10PG76-10PG82-10-10~-16PG46-16PG52-16PG58-16PG64-16PG70-16PG76-16PG82-16-16~-22PG46-22PG52-22PG58-22PG64-22PG70-22PG76-22PG82-22-22~-28PG46-28PG52-28PG58-28PG64-28PG70-28PG76-28PG82-28-28~-34PG46-34PG52-34PG58-34PG64-34PG70-34PG76-34PG82-34-34~-40PG46-40PG52-40PG58-40PG64-40PG70-40PG76-40PG82-40-40~-46PG46-46PG52-46PG58-46PG64-46PG70-46PG76-46PG82-46地區(qū)（舉例）阿拉斯加-加拿大美國北部加拿大美國北部美國南部美國西部、沙漠美國大陸慢速/重交通2024/2/12RoadConstructionMaterials43二、Superpave瀝青混合料設計方法—材料的選擇

第六章瀝青混合料2.集料的選擇

粗集料棱角

細集料棱角

粗集料的扁平與細長顆粒

粘土含量

集料的堅固性

安定性

有害物質(zhì)

Superpave混合料設計要求交通量百萬ESAL/s粗集料棱角細集料棱角砂當量扁平細長顆粒/%砂粉與有效瀝青用量比在路面下深度/mm在路面下深度/mm

＜100＞100

＜100＞100＜0.355/--/---40-0.6~1.2＜165/--/-40-40-0.6~1.2＜375/-50/-404040100.6~1.2＜1085/8060/---45100.6~1.2＜3095/9080/75454050100.6~1.2＜100100/10095/90454550100.6~1.2＞100100/100100/100454550100.6~1.22024/2/12RoadConstructionMaterials44二、Superpave瀝青混合料設計方法—材料的選擇

第六章瀝青混合料3.級配

Superpave采用0.45次方級配圖表來定義容許級配，如下圖所示。Superpave采用控制點（Superpave集料級配控制點）和一個限制區(qū)（Superpave集料級配的限制區(qū)邊界）來規(guī)定級配。2024/2/12RoadConstructionMaterials45二、Superpave瀝青混合料設計方法—設計集料的結(jié)構(gòu)

第六章瀝青混合料1.試件體積特性計算

混合料的有效密度

吸收進集料中的瀝青體積有效瀝青體積初始試用瀝青膠結(jié)料含量2024/2/12RoadConstructionMaterials46二、Superpave瀝青混合料設計方法—設計集料的結(jié)構(gòu)

第六章瀝青混合料2.試件的制備與壓實

試件尺寸

試件壓實

采用SHRPM-007松散瀝青混合料短期老化后，按照AASHTOTP4（SHRPM-002）旋轉(zhuǎn)壓實儀壓實試件

測定混合料最大理論密度2024/2/12RoadConstructionMaterials47二、Superpave瀝青混合料設計方法—設計集料的結(jié)構(gòu)

第六章瀝青混合料3.數(shù)據(jù)分析與表示通過計算估算毛體積比重：最大公稱尺寸確定VMA確定旋轉(zhuǎn)次數(shù)Nd后的空隙率Va和VMA

計算Nd在等于4%空隙的估算瀝青含量:此瀝青用量時的Nd的體積指標為：對VMA:

對VFA:2024/2/12RoadConstructionMaterials48二、Superpave瀝青混合料設計方法—設計集料的結(jié)構(gòu)

第六章瀝青混合料4.膠粉比的確定

5.Superpave混合料體積設計要求交通量ESAL/106s要求密度(最大理論密度/%)最小礦料空隙率/%VFA粉膠比最大公稱尺寸NiNdNm37.525.019.012.59.5＜0.3≤91.596≤9811.012.013.014.015.070~800.6~1.20.3~3≤90.565~783~10≤89.0

10~30＞302024/2/12RoadConstructionMaterials49二、Superpave瀝青混合料設計方法—確定設計瀝青用量第六章瀝青混合料

1.選擇4個瀝青用量2.成型4種瀝青用量的混合料試件3.選擇相應于空隙率為4%的瀝青用量

2024/2/12RoadConstructionMaterials50二、Superpave瀝青混合料設計方法—水敏感性評價第六章瀝青混合料試件壓實的空隙率為7%確定為條件試件的平均抗壓強度除以對比試件平均抗

強度的比值，最小為80%

2024/2/12RoadConstructionMaterials51三、體積設計法第六章瀝青混合料

1.確定主骨料，由泰波公式設計細集料組成；2.測定粗、細集料與礦粉的表觀密度；3.測定主骨料的裝填密度；4.計算主骨料緊裝空隙率；5.初步確定礦粉、瀝青用量，根據(jù)不同功能要求確定混合料設計目標空隙率；6.求解粗、細集料用量；7.計算瀝青混合料級配組成，確定最佳瀝青用量并分析馬歇爾試驗結(jié)果；8.必要時可進一步進行瀝青混合料車轍試驗等性能確認性試驗。

2024/2/12RoadConstructionMaterials52四、貝雷法第六章瀝青混合料

1.確定主骨料，由泰波公式設計細集料組成；2.測定粗、細集料與礦粉的表觀密度；3.測定主骨料的裝填密度；4.計算主骨料緊裝空隙率；5.初步確定礦粉、瀝青用量，根據(jù)不同功能要求確定混合料設計目標空隙率；6.求解粗、細集料用量；7.計算瀝青混合料級配組成，確定最佳瀝青用量并分析馬歇爾試驗結(jié)果；8.必要時可進一步進行瀝青混合料車轍試驗等性能確認性試驗。

2024/2/12RoadConstructionMaterials53四、貝雷法第六章瀝青混合料貝雷法平面院模型

貝雷法設計步驟：

1.劃分粗、細集料2.粗、細集料以松散和搗實密度來確定混合料的體積特征3.進一步對粗集料的不同粒徑進行約束（CA比指標）

CA>1無法形成良好的骨架結(jié)構(gòu)CA<0.4混合料容易離析且難以壓實2024/2/12RoadConstructionMaterials54四、貝雷法第六章瀝青混合料貝雷法存在的問題：1.平面三圓模型與混合料實際狀態(tài)相差甚遠；2.嵌擠點控制和級配參數(shù)計算由于采用的都是標準篩孔值，該方法對于不同粒徑的混合料形成嵌擠的粒徑比例關(guān)系是不同的；3.不同混合料嵌擠系數(shù)的變化，導致不同混合料級配控制參數(shù)上沒有統(tǒng)一的可比性；4.沒有考慮礦粉的體積填充影響。2024/2/12RoadConstructionMaterials55第四節(jié)結(jié)束第六章瀝青混合料2024/2/12RoadConstructionMaterials56第五節(jié)瀝青混合料配合比設計算例第六章瀝青混合料例題：試用馬歇爾法設計某高速公路路面上面層用瀝

青混合料的配合比組成。

設計要求

1.用圖解法確定各種礦質(zhì)集料的用量比例。2.用馬歇爾試驗確定最佳瀝青用量。原始資料：1.道路等級：高速公路。2.氣候條件：本工程地處于半干區(qū)的2-2區(qū)。3.路面類型：三層式瀝青混凝土路面的上面

層，結(jié)構(gòu)層厚度為3cm。

2024/2/12RoadConstructionMaterials57第五節(jié)瀝青混合料配合比設計算例第六章瀝青混合料

材料技術(shù)性能：

（1）瀝青

根據(jù)氣候分區(qū)，本工程地處于半干區(qū)的2-2區(qū)，按規(guī)范選擇瀝青標號為90號。經(jīng)檢驗質(zhì)量符合我國道路石油瀝青技術(shù)要求，其主要技術(shù)指標如下表。瀝青質(zhì)量檢測結(jié)果項

目單位技術(shù)要求試驗結(jié)果試驗方法針入度（25℃，100g，5s）0.1mm80～10083JTJT0604延度（5cm/min）15℃cm≥100＞100JTJT060510℃cm≥30＞30JTJT0605軟化點℃≥4444.7JTJT0606溶解度％＞99.599.5JTJT0607閃點℃＞245342JTJT0611密度g/cm3實測1.003JTJT0603蠟含量％≤2.20.64JTJT0615TFOT后質(zhì)量損失％≤0.8+0.11JTJT0609針入度比％≥5779.5JTJT0604延度15℃cm≥20＞80JTJT060510℃cm≥8＞10JTJT06052024/2/12RoadConstructionMaterials58第五節(jié)瀝青混合料配合比設計算例第六章瀝青混合料材料技術(shù)性能：

（2）礦質(zhì)材料

粗集料采用某采石場的石灰石，材料篩分結(jié)果與技術(shù)檢測結(jié)果列于下表，各項指標均符合規(guī)范要求，可以使用。礦質(zhì)材料篩析結(jié)果

粗集料質(zhì)量規(guī)格原材料篩孔尺寸（mm）16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075通過百分率（％）碎石10095260000000石屑1001001008040170000砂10010010010094907638170礦粉10010010010010010010010010083指

標單

位規(guī)

范

要

求碎

石

規(guī)

格9.5～13.24.75～9.5壓碎值％≤2615.0洛杉磯磨耗值％≤2819.2磨光值

≥4046視密度g/cm3≥2.602.7202.712吸水率％≤2.00.85針片狀含量％≤155.7-含泥量％≤1接近0堅硬性％≤12石質(zhì)良好，經(jīng)判斷可以不做2024/2/12RoadConstructionMaterials59第五節(jié)瀝青混合料配合比設計算例第六章瀝青混合料材料技術(shù)性能：

（2）礦質(zhì)材料

細集料采用某地河砂，技術(shù)檢測結(jié)果如下表所列。符合規(guī)范要求，可以使用。砂的質(zhì)量指標

填料采用石灰石磨制，技術(shù)檢測結(jié)果如下表所列，符合規(guī)范要求，可以使用。粗集料質(zhì)量規(guī)格指

標規(guī)

范

要

求試

驗

結(jié)

果細度模數(shù)粗砂：3.7～3.1中砂：3.0～2.3

表觀密度（g/cm3）≥2.502.6227砂當量≥6064外觀-潔凈、堅硬、無雜質(zhì)＜0.075mm含量（％）≤30.15堅固性（％）≥12砂質(zhì)良好，經(jīng)判斷可以不做指

標規(guī)

范

要

求石

灰

石

粉巖石品種及產(chǎn)地石灰石某地石灰石表觀密度（g/cm3）≥2.502.014親水系數(shù)≤1＜1.0含水率（％）≤10.152024/2/12RoadConstructionMaterials60第五節(jié)瀝青混合料配合比設計算例第六章瀝青混合料解：1.礦質(zhì)混合料級配組成的確定1）確定瀝青混合料類型

由原始資料可知，瀝青混合料用于高速公路三層式瀝青混凝土路面上面層，故參照教材表6-14可知，瀝青混合料類型可選用AC-13、AC-16、AC-20，又知該瀝青路面面層厚度為3cm，因此，確定瀝青混合料類型為AC-13瀝青混凝土混合料。2）確定礦質(zhì)混合料級配范圍參照教材表6-8的要求，細粒式AC-13型瀝青混凝土混合料的礦質(zhì)混合料級配范圍如下表。礦質(zhì)混合料要求級配范圍

級配類型篩孔尺寸（mm）16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075細粒式瀝青混凝土（AC-13）10090～10068～8538～6824～5015～3810～287～205～154～82024/2/12RoadConstructionMaterials61第五節(jié)瀝青混合料配合比設計算例第六章瀝青混合料1.礦質(zhì)混合料級配組成的確定3）測出集料和瀝青的各項指標，以及礦質(zhì)集料的篩分結(jié)果，見原始資料。用圖解法求出礦質(zhì)集料的比例關(guān)系，示意如下圖所示。礦質(zhì)混合料配合比計算圖

2024/2/12RoadConstructionMaterials62第五節(jié)瀝青混合料配合比設計算例第六章瀝青混合料1.礦質(zhì)混合料級配組成的確定3）進行調(diào)整，使合成級配盡量接近要求級配范圍中值，經(jīng)調(diào)整后的礦料合成級配計算列于下表。礦質(zhì)混合料合成級配計算表

2024/2/12RoadConstructionMaterials63第五節(jié)瀝青混合料配合比設計算例第六章瀝青混合料1.礦質(zhì)混合料級配組成的確定3）繪制合成級配曲線如下圖所示礦質(zhì)混合料級配曲線圖由此可得出礦質(zhì)混合料的組成為：碎石:石屑:砂:礦粉＝40％:36％:15％:8％。

2024/2/12RoadConstructionMaterials64第五節(jié)瀝青混合料配合比設計算例第六章瀝青混合料2.瀝青最佳用量的確定1）基于上述計算所得的礦質(zhì)集料級配，按照經(jīng)驗，細粒式瀝青混凝土（傳統(tǒng)AC-13Ⅰ）的瀝青用量為4.5％～6.5％。采用0.5％的間隔變化，配制5組馬歇爾試件，試件拌制溫度為140℃，試件成型溫度為130℃，擊實次數(shù)兩面各擊打75次。成型試件經(jīng)24h后，測定其各項指標，試驗結(jié)果見下表。瀝青混合料馬歇爾試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計表組數(shù)編號瀝青用量（％）實測密度（g/cm3）空隙率（％）飽和度（％）穩(wěn)定度（kN）流值（0.1mm）123454.55.05.56.06.52.4722.5122.5312.5422.5327.55.54.13.42.653.363.672.677.683.410.411.912.410.99.028.829.330.733.236.22024/2/12RoadConstructionMaterials65第五節(jié)瀝青混合料配合比設計算例第六章瀝青混合料2.瀝青最佳用量的確定1）畫出瀝青用量和各指標之間的關(guān)系曲線，如下圖所示。2024/2/12RoadConstructionMaterials66第五節(jié)瀝青混合料配合比設計算例第六章瀝青混合料2.瀝青最佳用量的確定

2)從瀝青與各指標關(guān)系曲線中可以得出α1=5.5%，α2=5.0%，α3=5.0%，α4=4.7%，則：

根據(jù)瀝青混合料馬歇爾試驗技術(shù)指標（見表6-10，）確定各關(guān)系曲線上瀝青用量范圍，取其共同部分可得：

因為氣候條件屬于溫和地區(qū)，且是車輛渠化交通的高速公路，預計有可能出現(xiàn)車轍，則的取值在與的范圍內(nèi)決定，故根據(jù)經(jīng)驗取。2024/2/12RoadConstructionMaterials67第五節(jié)瀝青混合料配合比設計算例第六章瀝青混合料2.瀝青最佳用量的確定3）按最佳瀝青用量4.8％制作馬歇爾試件，進行浸水馬歇爾試驗，測得的試驗結(jié)果見下表。由下表可見，殘留穩(wěn)定度大于75％，符合規(guī)定要求。4）按最佳瀝青用量4.8％制作車轍試件，測定其動穩(wěn)定度，其結(jié)果大于800次／mm，符合規(guī)定要求。浸水馬歇爾試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

因此通過以上試驗和計算，可以確定最佳瀝青用量為4.8％。瀝青用量（％）密度（g/cm3）空隙率（％）飽和度（％）馬歇爾穩(wěn)定度（kN）浸水馬歇爾穩(wěn)定度（kN）殘留穩(wěn)定度（％）4.82.5373.774.912.49.8792024/2/12RoadConstructionMaterials68第五節(jié)